基本介紹
- 中文名：飛機配電系統
- 外文名：Aircraft power distribution system
- 組成：饋電電纜、匯流條、配電板
- 配電方式：低壓直流、高壓直流和交流配電
- 控制方式：計算機控制
發展概況,配電方式,按供電性質,按電網結構,按管理方式,按使用場合,配電器件,系統組成,系統的控制,基本要求,發展趨勢,
發展概況
飛機發電機與地面或應急電源的電能進行轉換、傳輸、分配與控制保護的系統（見飛機電氣系統）。它由饋電電纜、匯流條、配電板以及配電器件等組成。配電系統保證對飛機各部分可靠地輸配電能，管理各類電氣負載並保護用電設備。
20世紀40年代以來隨著飛機電氣系統的完善，飛機配電器件也實現了系列化。50年代中開始制訂標準和規範。大型飛機的發展使配電系統的重量在飛機供電系統總重中占居主要地位。在某些飛機中有上千個斷路器，電纜重量達供電系統總重的70%。60年代末，飛機配電向著多路傳輸匯流排控制的固態配電方向發展。70年代開始將電氣系統與電子、武器和操縱等系統通過多路傳輸匯流排交聯在一起並由計算機控制。
配電方式
按供電性質
按機載供電的性質可分為低壓直流、高壓直流和交流配電三種方式。直流電網常採用負線與機身搭接的單線制，交流電網常採用三相四線制。按結構配置可分為集中配電和分散配電。集中配電，不論一台或多台發電機只配置一個電源匯流條，因而操作和維護都比較簡單。但匯流條一旦出現故障便會影響飛機的全部供電。分散式配電有多組可以相互隔離或聯接的匯流條，局部故障不致關係全局，而且功率線長度減少，重量減輕。配電系統按控制方式分為常規式、遙控式和固態式 3種。常規式配電的功率線全部引入座艙內的配電中心。遙控式配電的配電中心接近用電設備，由遙控信號通過功率控制器操縱，座艙內只引入控制線。固態式配電由一條多路傳輸匯流排傳遞全部控制信號。這種方式取消了眾多的控制線，減輕了重量，提高了自動化程度。
用電設備的重要性及其在飛行中各個階段的作用不盡相同，在巡航、戰鬥、起飛、著陸等各階段可實行不同的負載管理。出現故障時，管理方式更應改變。在飛行中，需要綜合考慮各種因素決定怎樣切換負載，或轉換為應急供電等，以確保對重要設備可靠供電。負載管理方式分為人工管理和自動管理兩種。前者由空勤人員判斷操作，後者由計算機按預先設計好的管理方案自動進行。負載自動管理可以使電網經常處於最佳狀態。
按電網結構
飛機配電系統的配電方式可分為集中、混合、分散和獨立4種。
集中配電的主要優點是當一台發電機損壞時，用電設備仍能由其他發電機繼續供電，操作維護方便。
混合式供電的原理是由電源產生的電能都輸送給中心配電裝置，一般系統的電源匯流條均設定於此裝置中。除中心配電裝置外，系統還設有分配電裝置，它們安裝在飛機不同部位。各用電設備可分別就近由上述兩種配電裝置獲取電能；而一些大功率用電設備，一般由中心配電裝置供電。
分散式配電是系統中各發電機不並聯運行，即每個電源各自的電源匯流條和用電設備匯流條互不並聯，但能轉換。
按管理方式
按配電的控制管理方式，飛機配電系統又可分為常規、遙控和固態三種類型。常規配電，配電盤置於飛機座艙內，需將功率輸配電線路引入座艙，僅小型飛機採用。遙控配電，其配電盤置於飛機座艙外，配電系統中的功率開關設備，其通斷控制由遙控方式實現，僅控制信號線路引入座艙，對現代大、中型飛機適用。固態配電是套用計算機多路傳輸技術來實現對配電系統中功率開關設備的通斷控制，與遙控配電相比，它不需要眾多控制線，提高了配電系統的自動化程度和可靠性。固態配電自20世紀80年代以來得到較大發展，現已逐步套用到先進飛機供電系統中。
按使用場合
根據不同場合和技術要求，飛機供電電網有開式(輻射式)、閉式和混合式三種供電形式。開式供電形式，用電設備匯流條僅能從一個方向獲得電能；閉式供電形式，用電設備匯流條能從兩個或兩個以上方向獲得電能；混合式供電形式，則有僅能從一個方向獲得電能的用電設備匯流條，也有能從多個方向獲得電能的用電設備匯流條。
配電器件
②開關電器：分手動開關與繼電器接觸器兩大類。用半導體器件構成的無觸點繼電器是一種新型的飛機用開關電器。
③保護電器：包括熔斷器、斷路器和保護繼電器等。工作原理與工業用器件相似，但為了滿足體積、重量以及各種惡劣條件下工作的要求，兩者在結構上卻大不相同。飛行過程中不可能更換器件，因而飛機電網中大量採用可重複工作的熱斷路器或磁斷路器等。在飛行中有時需要強制某些設備通電而不惜其本身的損壞，因而斷路器的結構也具有非自由脫扣與自由脫扣兩種形式。
④固態功率控制器：為適應固態配電方式而研製的兼有控制、保護、指示等多種功能的電器，分為混合式（由電子器件和電磁接觸器組成）和全固態（全部由電子器件構成）兩種形式。
不同飛機配電系統的複雜程度和安裝結構差異很大。小型飛機的配電板多裝在駕駛艙內，由駕駛員直接操作。而大型飛機的各種配電板多裝在飛行工程師的操作台附近。
系統組成
飛機配電系統由輸電線路、供配電管理裝置、保護設備和檢測儀表等設備組成。其中，電能的傳輸線路稱為飛機電網，電網中電能的匯集處稱為匯流條，它是輸電線路的一部分。飛機上一般設有電源匯流條和用電設備匯流條。電源匯流條是飛機電源系統中電源輸出電能的匯集之處；用電設備匯流條是用電設備所需電能的匯集之處，用電設備的所需電能直接來自於用電設備匯流條。電源匯流條與用電設備匯流條之間的輸電線路稱為供電電網，而用電設備匯流條到用電設備之間的輸電線路稱為配電電網。輸電線路中還設有控制電源和用電設備供電或斷電以及控制供電線路切換的功率開關設備，如常規的斷路器、接觸器或現代的固態功率控制器等。供配電管理裝置是確定飛機配電系統輸電線路中功率開關設備正確閉合或斷開的控制管理中心。在正常狀態下，它能實現供電電源的正常轉換，如外部電源與飛機主電源間轉換、輔助電源與主電源間轉換、外部電源與輔助電源間轉換、主電源間的相互轉換等功能；當主電源出現故障時，它能實現電源與匯流條問的切換，將故障主電源隔離，並保證機載重要用電設備的供電。
系統的控制
目前，飛機配電系統絕大多數都採用常規配電控制。控制裝置採用了諸如繼電器、接觸器、斷路器、限流器等機電式設備。為了使空勤人員能直接操縱和控制這些配電設備，配電中心就安裝在駕駛艙內，發動機饋電線必須從發電機端敷設到駕駛艙，然後再從駕駛艙返回到機身中部的負載中心，因而主饋電線又長又重。
一些中大型飛機，其配電系統已採用了遙控配電控制，因飛機用電量大，常規配電控制將使電纜重量重的矛盾突出，一般飛機駕駛艙部分的用電量只占總用電量的25%，通過轉換措施，使應急電源向應急電源匯流條和重要用電設備匯流條供電，而常規配電控制需將全部電力先輸送到駕駛艙，然而再從駕駛艙返回到機身中心，顯得十分不合理，遙控配電裝置對不用於座艙的那部分電力進行遙控，配電中心置於機身中部。由於主饋電線只需數敷設到飛機中部，可大大減輕電網重量。
基本要求
1、可靠性。要求保護裝置能在電網發生所用短路故障或不正常狀態時，能夠正確可靠地工作。
2、選擇性。電網發生故障時保護裝置只切除故障部分，而保證其他網路繼續正常運行。
3、動作的快速性。保護裝置切除故障動作迅速，以防止事故蔓延擴大，減輕其危害程度。
4、準確性。保護裝置保護動作發生的參數指標要與故障參數指標協調，能實現正確的保護動作，而不發生誤保護、誤動作。
5、靈活性。對保護範圍內所出現的故障活不正常狀態有足夠反應能力。
除此之外，還要求保護裝置簡單可靠、使用維護方便。同時，在飛機工作環境條件變化時，保護裝置的特性要有一定的溫定性。
發展趨勢
多路傳輸配電系統中由於採用了分散式匯流條和負載自動管理技術，用電設備就近與配電匯流條相連，由計算機通過多路傳輸數據匯流排傳遞控制信號和狀態信息，經固態功率控制器對負載進行控制和保護，這種配電系統可以大大減輕導線重量，提高配電可靠性及自動化程度，減輕飛行人員負擔，因而是下一代先進飛機配電系統的發展趨勢。
(1)分散式配電和負載自動管理的自動化配電系統。
(2)固態配電系統的組成和功能。固態配電系統採用分散式就近配電原則進行配電。
整個配電系統分為兩級，除中心配電裝置外，還有若干個二級配電裝置．它們分別位於飛機的不同部位，通過固態功率控制器對負載進行控制器保護。飛機上各種用電設備分別由上述兩種配電裝置供電。其中二級配電裝置通過1553B匯流排相互交換信息及接收飛行員的命令。
